Отражение. Преломление. 9 класс презентация

Темы по оптике, которые будут входить в ОГЭ
Электромагнитные колебания и волны (свет)
Закон прямолинейного распространения света
Закон отражения света. Плоское зеркало
Преломление света
Дисперсия света
Линза. Фокусное расстояние линзы
Глаз как оптическая система. Оптические приборы

Свет. Волновые свойства света

Что такое свет?
Свет – это электромагнитная волна, воспринимаемая глазом человека (видимый диапазон электромагнитных волн λ = [380 - 780] нм

Свет – электромагнитная волна
Электромагнитные волны – это поперечные волны, в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространения волны в пространстве.
Излучение электромагнитных волн возникает при ускоренном движении электрических зарядов

Характеристики световой(э/м волны)
Световые волны, распространяются в веществе с конечной скоростью:
где: ε и μ – диэлектрическая и магнитная проницаемости вещества, ε0 и μ0 – электрическая и магнитная постоянные:
ε0 = 8,85419·10–12 Ф/м, μ0 = 1,25664·10–6 Гн/м.
Скорость света в вакууме (где ε = μ = 1) постоянна и равна
с = 3∙108 м/с, она также может быть вычислена по формуле:
Скорость света в среде:
n – показатель преломления вещества:
– физическая величина, показывающая во сколько раз скорость света в среде меньше чем в вакууме.

Формулы для выражения скорости света
Выражение для скорости света через длину волны света:
(
Где с – скорость света,
Т – период колебания электромагнитной волны, λ – длина волны,
ν- частота колебаний электромагнитной волны ν = 1/Т

Домашняя работа:
1 Вариант:
Световая волна с длиной волны λ1 = 7,00 10–7 м распространяется в воздухе. Какова длина этой волны λ2 в воде, где n = 1,33 ?
2 Вариант:
Световая волна с длиной волны λ1 = 9,00 10–7 м распространяется в воздухе. Какова длина волны этой волны λ2 в керосине n = 1,5 ?
Решаете одну задачу из двух, на выбор

Самостоятельная работа
Вариант1
Что такое свет?
Что такое электромагнитная волна?
Чему равна длина световой волны с частотой υ = 7,5*10^14 ?
Вариант2
Что создаёт электромагнитные волны?
Зависит ли скорость света от вещества, в котором распространяется свет?
Найти скорость света в среде с ε = 0,5 Ф/м,
μ = 8 Гн/м.

Волновые свойства света
Свету присущи все свойства электромагнитных волн:
Отражение
Преломление
Дисперсия
Интерференция
Дифракция
Поляризация
Наличие волновых свойств света позволяет описать различные явления, возникающие при распространения света. При отсутствии препятствий свет распространяется прямолинейно.

Отражение света — это изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными свойствами, при этом волновой фронт возвращается в среду, из которой он пришёл.
Луч падающий, луч отражённый и перпендикуляр к плоскости раздела двух сред лежат в одной плоскости. При этом угол падения равен углу отражения.
Закон отражения света:
Угол падения всегда равен углу отражения!
Угол падения – угол между направлением падающего луча света и перпендикуляром к плоскости раздела
Угол отражения – угол между направлением отражённого луча света и перпендикуляром к плоскости раздела

Преломление света
Луч падающий, луч преломлённый и перпендикуляр к плоскости раздела двух сред лежат в одной плоскости.
Законы преломления света:
Преломление света – изменение направления распространения луча при переходе из одной среды в другую.
α – угол падения, β – угол отражения,
n21 Относительный показатель преломления второй среды относительно первой
Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления γ есть величина, постоянная для двух данных сред:

Распространение света на границе двух сред
Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления.
Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде:
Относительный показатель преломления (который используется в формуле закона преломления света) двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:

Волновые свойства света
За счёт наличия у света свойств волны, возникает явление преломления света.
При переходе между средами с разными показателями преломления меняется скорость распространения волны.
Это изменение скорости светового луча приводит к изменению направления движения луча :
Скорость света в среде зависит от свойств среды (n).

Дополнительные сведения (для понимания):
При переходе света из среды оптически менее плотной в среду оптически более плотную угол преломления меньше угла падения. Это значит, что, попадая в среду оптически более плотную, луч отклоняется в сторону перпендикуляра к границе двух сред. И наоборот, если происходит переход луча из среды оптически более плотной в среду менее плотную, угол преломления оказывается больше угла падения и луч прижимается к границе раздела двух сред.
Помимо этого, показатель преломления будет зависеть не только от скорости света в данной среде, но и от физических свойств и состояния среды (т.е. от температуры, плотности, упругости), а также от длины волны падающего света.

Пример решения задач
Задача 1:
Угол преломления светового луча, падающего из воздуха на поверхность стекла с показателем преломления n=1,6, равен β= 27 градусов. Найдите угол падения а луча света.
1.Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред, на границе которых световой луч преломляется.
sinA/sinB = n2/n1
sinA = sin27 * 1,6/n1
показатель преломления воздуха = 1 (n1 = 1)
А = arcsin ( sin27 * 1,6/1 )

Пример решения задач
Задача 2:
Луч света падает на плоскую границу раздела двух сред. Угол падения равен 30 градусов, угол между отраженным лучом и преломленным 130 градусов. Чему равен угол преломления?
1. Угол падения = углу отражения
β = 180 - 130 – α = 20
α = 30
ᵩ = 130

Домашнее задание:
Под каким углом должен упасть луч на стекло с показателем преломления n = 2,2, чтобы преломлённый луч был перпендикулярен отражённому лучу?
показатель преломления воздуха принять равным 1